人工肺有助于研究人员调查COVID-19是如何导致血凝块的

EPFL的科学家们正在利用技术更好地了解冠状病毒是如何在一些患者中导致血栓的。他们已经开发了一个简化的肺模型，使他们第一次观察到病毒是如何攻击血管内壁细胞的。

COVID-19有时会导致血凝块，但确切发病率仍是个谜。最近的一项研究表明，约10%的住院患者出现这种并发症。医生仍然不确定为什么这种病毒会引发这种反应——在最严重的情况下，血凝块会导致中风。为了更深入地了解这一现象，EPFL的科学家们开发了一种微流体芯片那个型号人肺复制其部分结构以研究COVID-19感染细胞通过该技术，科学家可以直接观察SARS-CoV-2是如何攻击人体细胞并引发血栓形成的。

人们怀疑有两种机制在起作用。一个是细胞因子的过量产生，细胞因子是在免疫细胞信号传递中发挥作用的蛋白质。冠状病毒可以引起“细胞因子风暴”，这在新闻中已经被多次讨论。这些不成比例的免疫系统反应会损害血管，导致血栓的形成，而且可能是致命的。另一种可能的机制是对肺部血管内壁或内皮的损害。肺部有很多这种组织，当它受损时，血液很容易凝结并形成凝块。

那么哪种机制可能是罪魁祸首？要了解，医生需要能够观察感染如何在肺部逐时进入。在生活患者中几乎不可能，而不是很可行实验室文化或者，由于文化通常含有一种细胞，并且不提供整个肺系统的现实足够的表示。

John McKinney教授实验室的科学家得到了EPFL Covid-19工作组的支持。由Vivek Thacker博士领导的实验室中的博士，他们现在已经采用了一款芯片装置，并调整了模拟SARS-COV-2攻击中的个别步骤。该装置包含微流体通道，其向芯片上的细胞饲喂营养物，这被布置成重现肺部的一部分。更具体地，芯片含有一层上皮细胞，或涂覆肺部的细胞以及一层内皮细胞​​，或衬里的细胞血管。两层用膜分开。

科学家们将SARS-CoV-2引入他们的设备后，病毒首先攻击人体的外层上皮细胞，就像在自然感染中一样。他们在组织学核心设施中与杰西卡·索德特·迪斯米奥和她的团队合作，他们发现，在一天内，病毒已经到达内皮细胞内层，并在随后的日子里造成了相当大的伤害。

“破坏内皮有足够的损害，将血液暴露在血管中的空气中，导致凝块形成，”Vivek Thacker说。“随着我们的肺部芯片系统，我们发现病毒可以通过直接攻击内皮来引起血栓。然而，这并不意味着细胞因子也不会发挥作用，使事情变得更糟。” These initial findings have been written up in a paper currently under review.

EPFL器件揭示了使用常规方法无法观察到的现象，因为SARS-COV-2在内皮细胞单一栽培中不溶于良好。“一些病毒颗粒也被发现在感染患者的内皮中，但金额非常小，”Thacker说。

球队接下来将使用他们的肺-芯片上有真实的血液样本，这样他们就可以观察凝块直接形成。这并不像它的声音那么容易血在体外凝结速度很快，所以“我们必须快速准确，”Thacker解释说。他们计划在样本中加入抗凝血剂，然后在将样本注入设备之前将其中和。该团队将在接下来的几周内对这一复杂的程序进行研究。

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